Schaumschlacke entsteht durch Aufschäumen der Schlacke in ei- nem Lichtbogenofen mit Kohlenstoffdioxid oder Kohlenstoffmon- oxid und dient zum Abschirmen der Strahlung des Lichtbogens auf die Ofenwand. Ein derartiges Vorgehen ist z. B. aus der DE 44 25 089 Cl oder der EP 0 637 834 bekannt. Gemäß der DE 44 25 089 Cl wird die Schaumschlacke in Abhängigkeit von einer gemessenen Schallemission im Bereich der zweifachen Netz-/Versorgungsfrequenz, des Lichtbogenofens geregelt. Da- bei wird bei einem Überschreiten eines durch eine Steuerein- heit vorgebbaren Schaltpegels die Kohlenstoffzufuhr erhöht und bei einem Unterschreiten die Kohlenstoffzufuhr vermin- dert. Gemäß der EP 0 637 834 wird die Schaumschlacke in Ab- hängigkeit von einer gemessenen Schallemission sowie in Ab- hängigkeit elektrischer Größen geregelt.

Bei dem Verfahren gemäß der DE 44 25 089 Cl bzw. gemäß der EP 0 637 834 ist nachteilig, daß die gewünschte Schaumschlak- ke nur sehr langsam geregelt werden kann, und daß es für un- verhältnismäßig lange Zeitabschnitte zu Zuständen kommen kann, in denen die Schaumschlacke zu gering ist. In diesen Fällen ist die Leistung des Lichtbogens zurückzufahren, was die Dauer des Schmelzprozesses erhöht. Bei einem industriel- len Großschmelzprozeß, wie er in einem Lichtbogenofen ab-

läuft, ist selbst eine kurzzeitige Verlängerung des Schmelz- prozesses mit hohen Kosten verbunden. Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, den Schmelzprozeß in einem Lichtbo- genofen zu verkürzen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst. Da- bei wird dem Lichtbogenofen der Kohlenstoff derart zugeführt, daß sowohl eine mindestens teilweise Einhüllung des Lichtbo- gens durch Schaumschlacke im Lichtbogenofen erfolgt als auch eine überdosierte Zufuhr von Kohlenstoff vermieden wird. Er- findungsgemäß wird die Menge des Kohlenstoffs, der dem Licht- bogenofen zugeführt wird, mittels eines Schaumschlackenmo- dells in Abhängigkeit der Menge zumindest eines der Beschik- kungsmaterialien Schrott, Stahl, Legierungsmittel oder Zu- satzstoffe ermittelt. Legierungsmittel können z. B. Kohlen- stoff oder Metalle wie Mangan, Nickel usw. sein. Ein Zusatz- stoff ist z. B. Kalk. Das Ermitteln der Menge des Kohlen- stoffs, der dem Lichtbogen zugeführt wird, mittels eines Schaumschlackenmodells in Abhängigkeit der Menge zumindest eines der Beschickungsmaterialien Schrott, Stahl, Legierungs- mittel oder Zusatzstoffe erlaubt ein besonders schnelles Auf- bauen eines gewünschten Schaumschlackepegels. Auf diese Weise kann unter besonders hoher Energiezufuhr geschmolzen werden, wodurch sich die notwendige Zeit für das Schmelzen des Me- talls im Lichtbogenofen verringert.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Menge des Kohlenstoffs in Abhängigkeit aller wesentlichen Beschichtungsmaterialien, d. h. Schrott, Stahl, der wesentli- chen Legierungsmittel und der wesentlichen Zusatzstoffe er- mittelt. Außerdem ist es besonders vorteilhaft, die Menge des Kohlenstoffs, der in den Ofen eingeblasen werden soll, zu- sätzlich in Abhängigkeit der Energiezufuhr in den Lichtbo- genofen zu ermitteln. Die Kombination aus Beschichtungsmate-

rialien und Energiezufuhr erlaubt eine besonders präzise Vor- hersage der Schaumschlacke und der notwendigen Kohlenstoffzu- fuhr, wodurch besonders schnell und präzise der gewünschte Schaumschlackenpegel eingestellt werden kann.

In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Schaumschlackenmodell ein neuronales Netz auf. Ein neuronales Netz ist besonders geeignet, die Bildung von Schaumschlacke zu modellieren, so daß sich mittels des neuro- nalen Netzes ein besonders präzises Schaumschlackenmodell er- gibt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Im einzelnen zeigen : FIG 1 einen Drehstromlichtbogenofen mit einer Einrichtung zur Steuerung der Schaumschlackenbildung, FIG 2 das funktionale Zusammenwirken von Schaumschlacken- modell und Lichtbogenofen, FIG 3 ein neuronales Netz.

FIG 1 zeigt einen Lichtbogenofen 5, der in der beispielhaften Ausgestaltung als Drehstromlichtbogenofen ausgebildet ist, mit einer Einrichtung zur Steuerung der Bildung von Schaum- schlacke 4 im Lichtbogenofen 5. Im Lichtbogenofen 5 wird mit drei Elektroden 1,2,3, die über einen stellbaren Transfor- mator an ein dreiphasiges Energieversorgungsnetz 8 ange- schlossen sind, Schrott geschmolzen, so daß sich flüssiges Metall 6 im unteren Teil des Lichtbogenofens 5 ansammelt.

Zwischen den Elektroden 1,2,3 und dem Schrott bzw. dem flüssigen Metall 6 bilden sich Lichtbögen 9 aus. Die Lichtbö- gen werden von Schaumschlacke 4 eingehüllt, um die Wände des Lichtbogenofens 5 vor der Energieabstrahlung der Lichtbögen 9 zu schützen. Zum Aufbau eines gewünschten Pegels von Schaum-

schlacke 4 ist eine Einrichtung zur Steuerung der Schaum- schlacke vorgesehen. Diese weist in beispielhafter Ausgestal- tung eine Blaskokille 10 sowie eine Recheneinrichtung 11 auf.

Mittels der Blaskokille 10 wird Kohlenstoff, insbesondere mit Luft gemischter Kohlenstoff, in den Lichtbogenofen 5, insbe- sondere in die Schlacke oberhalb des flüssige Metalls 6, ge- blasen. In der Schlacke wandelt sich der Kohlenstoff in Koh- lenstoffdioxid oder Kohlenstoffmonoxid um, so daß Schaum- schlacke 4 entsteht. Des Menge des einzublasenden Kohlen- stoffs wird durch die Recheneinrichtung 11 in Abhängigkeit der dem Lichtbogenofen 5 zugeführten elektrischen Energie so- wie in Abhängigkeit der Menge der Beschickungsmaterialien in den Lichtenbogenofen 5 ermittelt. Beschickungsmaterialien sind im wesentlichen Schrott, Legierungsmittel und Zusatz- stoffe. Ferner kann es vorgesehen werden, den Lichtbogenofen 5 auch mit Stahl zu beschicken. Ein wichtiger Zusatzstoff ist z. B. Kalk, der einen wichtigen Bestandteil der Schaumschlacke 4 bildet.

Die Zufuhr elektrischer Energie aus dem Energieversorgungs- netz 8 wird in beispielhafter Ausgestaltung mittels des ein- stellbaren Transformators 7 und/oder durch Verstellung der Höhe der Elektroden 1,2,3 geregelt. Einzelheiten einer vor- teilhaften Regelung der Energiezufuhr im Zusammenhang mit der Erfindung können der DE 197 11 453, der EP 0 036 122 und der DE 44 15 727 entnommen werden. Die Energiezufuhr, insbesonde- re die Höhe der Elektroden 1,2 und 3, wird in Abhängigkeit der Höhe des Pegels der Schaumschlacke 4 im Lichtbogenofen 5 eingestellt. Dazu ermittelt die Recheneinrichtung 11 in be- sonders vorteilhafter Weise mittels des auf ihr implementier- ten Schaumschlackenmodells neben dem Sollwert für die Zufuhr von Kohlenstoff die aktuelle Höhe des Pegels der Schaum- schlacke 4 im Lichtbogenofen 5. Die Regelung des Transforma- tors 7 sowie die Regelung der Höhe der Elektroden 1,2,3

können in beispielhafter Ausgestaltung auch auf der Rechen- einrichtung 11 implementiert werden.

FIG 1 zeigt in beispielhafter Ausgestaltung einen als Dreh- stromlichtbogenofen ausgebildeten Lichtbogenofen 5. Die Er- findung ist jedoch auch besonders vorteilhaft für einen Gleichstromlichtbogenofen einzusetzen. In bezug auf einen Gleichstromlichtbogenofen ist das erfindungsgemäße Verfahren den Verfahren gemäß DE 44 25 089 Cl und der EP 0 637 834 be- sonders überlegen, da die signifikanten Frequenzen in der Schallemission bzw. in den elektrischen Größen nicht oder nur schwach vorhanden sind.

FIG 2 zeigt das Zusammenwirken eines Schaumschlackenmodells 25 mit einem Lichtbogenofen 5. Die wesentlichen Prozesse, die im Lichtbogenofen 5 ablaufen, sind das Beschicken 22 des Lichtbogenofens 5, der Schmelzprozeß 23 im Lichtbogenofen 5 sowie der Abstich 24 des Lichtbogenofens 5, bei dem das flüs- sige Metall im Lichtbogenofen 5 abgestochen wird. Beim Be- schicken 22 des Lichtbogenofens 5 wird der Lichtbogenofen 5 mit einer bestimmten Menge von Beschickungsmaterialien 27 wie Schrott, Stahl, Legierungsmittel und/oder Zusatzstoffe be- schickt. Während des Schmelzprozesses 23 wird dem Lichtbo- genofen 5 Energie 28 zugeführt. Außerdem wird Kohlenstoff 29 in den Lichtbogenofen 5 eingeblasen. Aus der Menge der Be- schickungsmaterialien 27 sowie der Zufuhr von Energie 28 er- mittelt ein Schaumschlackenmodell 25 Sollwerte für die Zufuhr von Kohlenstoff 29 in den Lichtbogenofen 5.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen werden, das Schaumschlackenmodell 25 zu optimieren, so daß es besonders präzise Sollwerte für die Zufuhr von Kohlenstoff 29 in den Lichtbogenofen 5 liefert. Dazu werden die Eigenschaften 30 von Schaumschlacke, die beim Abstich 24 im Lichtbogenofen 5 vorhanden ist, einem Bewerter 26 zugeführt. Der Bewerter 26

weist einen Lernalgorithmus auf, der neue Parameter 20 für das Schaumschlackenmodell 25 ermittelt. Die Ermittlung neuer Parameter 20 erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit der Eigen- schaften 30 der Schaumschlacke sowie der vom Schaumschlacken- modell 25 ermittelten Eigenschaften 19 der Schaumschlacke.

Die Eigenschaften 30 der Schaumschlacke werden z. B. von einem Bediener bestimmt und über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle in den Bewerter 26 eingegeben.

FIG 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein neuronales Netz, das als einfaches Ausführungsbeispiel für ein Schaumschlak- kenmodell einsetzbar ist. Das neuronale Netz weist drei Ein- gangsknoten 31,32,33 auf, wobei dem neuronalen Netz über den Eingangsknoten 31 Information über die Menge des Schrotts im Lichtbogenofen, über den Eingangsknoten 32 Information über die Menge an zugeführter Energie und über den Eingangs- knoten 33 Information über die zugeführte Menge von Kalk zu- geführt werden. Das neuronale Netz weist eine Ebene mit ver- deckten Neuronen 34,35 und 36 sowie einen Ausgangsknoten 37 auf, über den ein Sollwert für die Kohlenstoffzufuhr ausgege- ben wird.